JP2009543342A - ロック部材を有する電気モジュールおよび当該電気モジュールを含むシステム - Google Patents

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カンクル ジョナサン
ノヴァック エドワード
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Abstract

電子モジュール。電子モジュールは、シャーシと、シャーシに接続されているロック部材を含んでいる。ロック部材は、ハンドル部分と、湾曲部分と、タブ部分とを含んでいる。湾曲部分はハンドル部分に隣接している。タブ部分は湾曲部分の反対側にある。

Description

ロック部材を有する電気モジュールおよび当該電気モジュールを含むシステム。
関連出願の相互参照
本願は、2006年6月30日出願の米国暫定特許出願第60/817.870号の優先権を主張するものである。
背景技術
本願は、一般的に、および種々の実施形態において、ロック部材を有している電子モジュールに関した発明を開示している。
電子モジュールは形状およびサイズにおいて様々であり、幅広い用途において使用される。例えば、幾つかの用途では、電子モジュールは電源の一部を形成している。一般的に、各電源内での各電子モジュールの重さは、自身の全体サイズとともに変化する。 重い電子モジュールの場合には、この重さによって、電子モジュールを所望の位置に取り付けること、および/または、電子モジュールを電源から取り出すことがより困難になってしまう。
電源の一部を成す各電子モジュールは、三相AC入力パワーを受容し、単相AC電圧を出力する。従って、このような用途の場合には、5つの電気的接続部(3つの入力側と2つの出力側)が各電子モジュールに対して必要とされる。
5つの電気的接触接続は、各電子モジュールに直接的に接続されている給電線を用いて実現される。電気的接触接続を形成する、労力のかかるプロセスによって、電源の全体的なコストが増大してしまう。すなわち、これに直接的に接続されている給電線を有する電子モジュールの交換が必要な場合には、給電線の接続を外す労力のかかるプロセスによって、電子モジュール交換に関して相対的なコストが増大してしまう。
発明の概要
一般的には、本出願は電子モジュールを開示している。種々の実施形態では、この電子モジュールはシャーシと、このシャーシに接続されたロック部材を含んでいる。ロック部材はハンドル部分、湾曲部分およびタブ部分を含んでいる。湾曲部分はハンドル部分に隣接している。タブ部分は湾曲部分の反対側にある。
別の一般的な点においては、本願はシステムを開示している。種々の実施形態では、このシステムは電子モジュールを含んでおり、電子モジュールと接触して第1および第2のモジュールサポートレールを含んでいる。この電子モジュールはシャーシと、このシャーシに接続されたロック部材を含んでいる。このロック部材はハンドル部分、湾曲部分およびタブ部分を含んでいる。湾曲部分はハンドル部分に隣接している。タブ部分は湾曲部分の反対側にある。
本発明の種々の実施形態を、以下の図に関連した例を用いて説明する。
電子モジュールの種々の実施形態 図1の電子モジュールのロック部材の種々の実施形態 図1に示された電子モジュールのロック部材とシャーシとの間の接続の種々の実施形態 電子モジュールの種々の実施形態 システムの種々の実施形態 システムの種々の実施形態 図5Aのシステムのモジュールサポートレールの種々の実施形態 図5Aに示されたシステムのシステムバスの種々の実施形態 図5Aに示されたシステムのシステムバスの種々の実施形態 図7Aに示されたシステムバスの一部の種々の実施形態 システム内に電子モジュールをロードするためのプロセスの種々のステージでの、図5Aに示されたシステムの電子モジュール システム内に電子モジュールをロードするためのプロセスの種々のステージでの、図5Aに示されたシステムの電子モジュール システム内に電子モジュールをロードするためのプロセスの種々のステージでの、図5Aに示されたシステムの電子モジュール
詳細な説明
本発明の少なくとも幾つかの図面および説明は、本発明を明確に理解するために重要な部材に焦点を合わせるために、簡易化されていることを理解されたい。また、明確にする目的で、本発明の一部に含まれていることが当業者に明確な他の部材は削除されている。しかし、このような部材は当業者には公知であり、必ずしも本発明のよりよい理解を促進するものではない。このような部材の説明はここではされない。
図1は電子モジュール10の種々の実施形態を示している。
電子モジュール10はあらゆるタイプのモジュール、例えば電力セル、電源、インバーター、駆動シャーシとして実装されている。種々の実施形態では、電子モジュール10は電力セルとして実装されている。ここでこの電力セルは三相AC入力を受容し、単相AC電圧を出力する。このような電力セルは、アメリカ合衆国特許第5625545号(Hammond)に記載されており、AC/DC整流器、平滑回路、出力DC/ACコンバータおよびコントロール回路を含んでいる。
電子モジュール10はシャーシ12と、このシャーシに接続されているロック部材14を含んでいる。種々の実施形態では、シャーシ12は、相互に接続された幾つかの部分(例えば頂上部、底部、および4つの面)から構成されており、シャーシ12の1つまたは複数の部分は取り外し可能である。シャーシ12は電子モジュール10の外側部分を定め、電子モジュール10の種々のコンポーネント(例えば以下のものうちのいずれかまたは全て:キャパシタ、プリント回路基板、ヒートシンク等)を取り囲んでいる。シャーシ12はあらゆる適切な材料から製造される。例えば、種々の実施形態では、シャーシ12は導電性の材料、例えば電気メッキされたスチールから製造される。このような実施形態に対しては、シャーシ12の導電性材料は、シャーシ12内のアークエラーに対する低インピーダンス経路を提供するために用いられ、これによって生じ得る潜在的な損傷が最小化される。シャーシ12は、電子モジュール10の内部コンポーネントのエラーから結果として生じるあらゆる破壊物の破片が、シャーシ12によって取り囲まれた空間から出ないようにするのに充分な厚さを有している。これによって、電子モジュール10の近くの、他のコンポーネントに対するあらゆる二次的な損傷が阻止される。これに加えて、シャーシ12は電子モジュール10の内部コンポーネントを、搬送中および取り扱い中の損傷から保護するために用いられ、電子モジュール10が、電子モジュール10のコンポーネントにあらゆる損傷を生じさせることなく、そのあらゆる面に配置可能であるように構成されている。さらに、シャーシ12は、シャーシ12内の全コンポーネントの促進された空気冷却をアシストするために用いられる吹き出し口も定める。
図2は、ロック部材14の種々の実施形態を示している。ロック部材14は開口部16を規定し、ハンドル部分18、湾曲部分20、およびタブ部分22を含む。図2に示されているように、湾曲部分20はハンドル部分18と隣接し、タブ部分22は湾曲部分20の反対側にある。ロック部材14はあらゆる適切な材料から製造される。これは例えば電気メッキされたスチールである。ハンドル部分18、湾曲部分20およびタブ部分22は別個にまたは相互に一体化して製造される。
ロック部材14は、あらゆる適切な方法でシャーシ12に接続される。例えば、ロック部材14は、シャーシ12の1つの面に回転可能に接続される。図3は、ロック部材14とシャーシ12との間の回転可能な接続の種々異なる実施形態を示している。このような実施形態の場合には、段つきねじ24によって回転可能な接続が形成される。この段つきねじはばね座金26を通過し、開口部16を通過し、第1のロック部材14とシャーシ12との間に配置されたショルダーワッシャ28を通過し、シャーシ12内の開口部を通って、ボルト方式でナット30に接続される。種々の実施形態では、ナット30はセルフクリンチングナットであり、これはシャーシ12に接続される。ショルダーワッシャ28によって、ロック部材14は留まりながらも回転する;これはシャーシ12に接続され、ばね座金26は、ロック部材14に対して回転抵抗を提供する。
ハンドル部分18は、人間の手によって握られるのに適したあらゆる形状であってよい。例えば種々の実施形態では、ハンドル部分18の形状は、適切な方形断面を有する、延長部分を有する形状である。種々の実施形態では、ロック部材14はハンドル部分18上にカバー部32も含む(図1参照)。カバー部32は、鋭利な端部からユーザを保護するために使用され、ゴム、ビニル、プラスチック等のあらゆる適切な材料から製造される。
湾曲部分20およびタブ部分22は、電子モジュール10の取り付け、保護またはシステム(例えば電源)からの取り外しに協力するのにあらゆる適切な形状である。種々の実施形態では、湾曲部分20は一般的にカム形状であり、タブ部分22は一般的に長方形の形状である。
再び図1を参照すると、種々の実施形態では、電子モジュール10はシャーシ12に接続された第2のロック部材34も含んでいる。この第2のロック部材34は、ロック部材14と同一である。従って、この第2のロック部材34はハンドル部分、ハンドル部分に隣接した湾曲部分、湾曲部分と反対側にあるタブ部分およびハンドル部分上のカバー部を有している。付加的に、第2のロック部材34はシャーシ12に、ロック部材14に関して説明したのと同じ方法で接続される。従って、第2のロック部材34はシャーシ12に回転可能に接続されている。図1に示されているように、ロック部材14および第2のロック部材34は、電子モジュール10の反対側に接続されている。
図4は電子モジュール40の種々の実施形態を示している。種々の実施形態では、電子モジュール40は、図1の電子モジュール10に関して説明された全ての特徴を含んでいる。電子モジュール40は母線システム42および、母線システム42に接続されているパワープラグコネクタ44を含んでいる。母線システム42は複数の母線42aを含んでいる。各母線はあらゆる適切な導電性材料から製造され、集結され、電子モジュール10へ電力を案内し、電子モジュール10から電力を案内する。母線42aの少なくとも2つは入力母線として構成され、母線42aの少なくとも2つは出力母線として構成される。母線42aの数、大きさおよび形状は用途によって変化する。一般的に、各母線42aは特定の用途に関連した要求を受容できるサイズにされている。
パワープラグコネクタ44は導電性材料46とハウジング48を含む。ここでこのハウジングは導電性材料46を取り囲んでいる。導電性材料46は、例えば銅である適切なコンダクターから製造される。ハウジング48は、例えばプラスチックである、あらゆる適切な絶縁材料から製造される。ハウジング48は開口部を規定する。ここでこの開口部は、電子モジュール40がシステムバスに接続されている場合には、システムバスの一部を受容するように構成されている。開口部は導電性材料46を取り囲み、導電性材料46は、電子モジュール40がシステムバスに接続されている場合に、システムバスの一部を受容するように構成された、より小さい開口部を規定する。従って、ハウジング48および導電性材料46は集結されて、開口部50を規定する。ここでこの開口部は、電子モジュール40がシステムバスに接続されている場合には、システムバスの一部を受容する大きさにされる。
パワープラグコネクタ44は、あらゆる適切な方法で、母線システム42に接続される。例えば、種々の実施形態では、パワープラグコネクタ44は機械的に母線システム42に、固定用具(例えばねじまたはナットとボルト)を介して、導電性材料46が母線システム42と直接的に接触するように接続される。従って、この母線システム42はパワープラグコネクタ44に対するヒートシンクとしても作用する。このパワープラグコネクタ44は、パワープラグコネクタ44の多少の動きが可能であるように母線システム42に接続されるように構成されている。図4に示されているように、電子モジュール40は、母線システム42に接続されている複数のパワープラグコネクタ44を含んでいる。
他の実施形態では、パワープラグコネクタは異なる方法で構成される。例えば、種々の実施形態では、所与のパワープラグコネクタは雄型部分と、別個の雌型部分を含んでいる。これらの部分は集合的に、電子モジュール40をシステムバスに接続するための機能をする。幾つかの実施形態の場合には、雄型部分は母線システム42に接続され、雌型部分はシステムバスに接続される。他の実施形態では、雄型部分はシステムバス42に接続され、雌型部分は母線システム42に接続される。一般的に、所与の用途では、パワープラグコネクタの特定の構成は、特定の用途に関連する要求を受容できるように選択されている。
種々の実施形態では、電子モジュール40は母線システム支持部52も含んでいる。母線システム支持部52はあらゆる適切な非導電性材料から製造される。これは例えばプラスチック、ガラス繊維等であり、電子モジュール40内でのコンポーネント上の機械的なストレスを低減するために用いられる。母線システム支持部52は、母線システム42の種々異なる母線42aをアライメントするためにも用いられ、これに対して機械的な支持を提供する。 種々異なる実施形態では、電子モジュール40は、図4に示されているように第2の母線システム支持部54も含む。第2の母線システム支持部54は、母線システム支持部52と同様であり、同様の機能を呈する。
図5Aおよび5Bはシステム60の種々の実施形態を示している。システム60は様々な用途で使用される。例えば、システム60は電源として使用される。システム60は電子モジュール62を含む。種々の実施形態では、電子モジュール62は、図1の電子モジュール10および/または図4の電子モジュール40に関して説明された全ての特徴を含んでいる。種々の実施形態では、システム60はあらゆる数の電子モジュール62を含むことができる。例えば、種々の実施形態では、システム60は1〜24個の電子モジュール62を含むことができる。分かりやすくするために、図5Aには電子モジュール62が1つだけ示されており、図5Bには電子モジュール62が1つだけ示されている。
システム60は複数のモジュールサポートレール64も含んでいる。モジュールサポートレール64は対になって配置されており、この対の1つのモジュールサポートレール64は、別のモジュールサポートレール64の鏡像である。モジュールサポートレール64の各対は接触接続しており、所与の電子モジュール62がシステム60内に組み込まれると、所与の電子モジュール62に対して機械的な支持を提供する。電子モジュール62をシステム60内にロードするまたはシステム60からアンロードするとき、モジュールサポートレール64は電子モジュール62の経路を案内するために使用される。これによって電子モジュール62がシステム60内に組み込まれるときに電子モジュール62の側面から側面への移動が阻止され、システム60内に組み込まれる、場所への電子モジュール62の保持が補助される。モジュールサポートレール64はあらゆる適切な材料から製造される。例えば、種々の実施形態では、モジュールサポートレール64は導電性材料(例えば金属)から製造される。他の実施形態では、モジュールサポートレール64は非導電性材料(例えば非金属材料)から製造される。モジュールサポートレール64の種々の実施形態をより詳細に、以下で図6を参照して説明する。
システム60はシステム格納部66、格納支持構造68、背面70およびシステムバス72を含む。分かりやすくするために、図5Aおよび5Bに示されたシステム格納部66の一部のみが示されている。システム格納部66はあらゆる適切な材料から製造される。これは例えば電気メッキされたスチールである。システム格納部66はシステム60の種々のコンポーネントを取り囲むために用いられ、あらゆる数の開口部または穴(例えば電力接続およびコントロール接続のために)を規定し、あらゆる数のヒンジ結合されたまたは取り外し可能なパネルを含む。ここでこのパネルはシステム格納部66内の種々のコンポーネントのアクセスおよびメンテナンスを提供する。
格納部支持構造68は、システム格納部66内に位置付けされており、これと接続されている。格納部支持構造68は、あらゆる適切な方法で、システム格納部66に接続される。例えば、種々の実施形態では、格納部支持構造68は、機械的な固定用具を介してシステム格納部66に取り外し可能に接続されている。他の実施形態では、格納部支持構造68はシステム格納部66に溶接されている。格納部支持構造68は、図5Aで示されているように水平配置で構成されるか、または図5Bで示されているように垂直配置で構成される。所与の大きさの電子モジュール62の場合には、格納部支持構造68の垂直配置が、格納支持構造68の水平配置が用いられる場合よりも、システム60の全体的な高さをより低く保つために使用される。
背面70は、あらゆる適切な非導電性材料から製造される。種々の実施形態では、背面70は高い強度の非導電性ラミネート材料から製造される。背面70は、ねじまたはナットおよびボルト等の機械的な固定用具を介して格納部支持構造68に接続される。背面70は、電子モジュール62のパワープラグコネクタとシステムバス72との間の接続部の視覚的な検査を可能にするために複数の開口部を規定する。すなわち背面70は、モジュールサポートレール64の一部を受容するように構成された複数の開口部(例えばスロットまたはスリット)を定める。これを以下でより詳細に説明する。
図6は、図5Aのシステム60のモジュールサポートレール64の種々異なる実施形態を示している。種々の実施形態では、各モジュールサポートレール64は第1の部分74、この第1の部分74に対して実質的に垂直に配向された第2の部分76を含んでいる。第1の部分74は開口部78を定める。ここでこの開口部は、格納部支持構造68の開口部とアライメントされ、これによってモジュールサポートレール64が格納部支持構造68に接続される。第1の部分74は、電子モジュール62のロック部材のタブ部分および湾曲部分および/または電子モジュール62の第2のロック部材のタブ部分および湾曲部分を受容するように構成された1つまたは複数の開口部80も規定する。種々の実施形態では、1つまたは複数の開口部80はスロットまたはスリットとして構成される。各モジュールサポートレール64は、第1の部分74に取り付けられた低摩擦材料82も含む。これは例えばポリエチレンである。低摩擦材料82は、電子モジュール62をシステム60内にロードする/システム60からアンロードするのに必要な努力を最小化するために使用される。
第2の部分76は、背面70によって規定された開口部(例えばスロットまたはスリット)を通過するように構成された部分84を含んでおり、背面とのインターロック接続を提供する。種々の実施形態では、図6に示されているように部分84は一般的にフック形状の部分である。図5Bに示されているような垂直配置を用いた格納部支持構造68の場合には、第2の部分76は開口部78と類似した、格納部支持構造68の開口部とアライメントするように構成された開口部を規定する。これによって、モジュールサポートレール64は格納部支持構造68に接続される。
図7Aおよび7Bは、図5Aのシステム60のシステムバス72の種々の実施形態を示している。システムバス72の各部分は背面70に、ねじまたはナットおよびボルトを介して少なくとも2つの異なる位置で接続される。電子モジュール62がシステム60内に組み込まれている場合には、システムバス72は、電子モジュール62のパワープラグコネクタと結合するように構成されている。図8に示されているように、電子モジュール62のパワープラグコネクタに結合しているシステムバス72の部分86は丸みが与えられている、または面取りされている。電子モジュール62がシステムバス72に接続されている場合には、システム72の丸みが付けられた、または面取りがされた部分86は、パワープラグコネクタの各ハウジングへのあらゆる潜在的な機械的損傷を最小化するために用いられる。ここでこの損傷はパワープラグコネクタとシステムバス72との間のあらゆるミスアライメントから生じる。システムバス72の部分86に丸みを付けることまたは面取りすることの組み合わせ、およびパワープラグコネクタが電子モジュール62の母線システムに接続される方法によって、システムバス72とパワープラグコネクタが相互にミスアライメントされている場合であっても、システムバス72と母線システムの間に専用の電気的接続が形成される。例えば、種々の実施形態では、システムバス72とあらゆるパワープラグコネクタとの間のミスアライメントが全ての方向において近似的に6度またはそれ以下である場合には、専用の電気接続が、システムバス72と電子モジュール62の母線システムとの間に依然として形成されている。
システムバス72はあらゆる適切な導電性材料から製造される。例えば、種々の実施形態では、システムバス72は銅またはアルミから製造され、ニッケルメッキまたは銀メッキによってコーティングされる。これは丸みを付けられたまたは面取りされた部分86の近くである。種々の実施形態では、電気的な潤滑剤がシステムバス72に加えられる。これは丸みが付けられた部分または面取された部分86の近くである。図7Bに示されているように、ワイヤー88または付加的なバスが、システムバス72を、システム60の他のコンポーネントに接続するのに用いられる。
図9A〜9Cは、図5Aのシステム内に電子モジュール62をロードするためのプロセスの種々のステージでの電子モジュール62を示している。図9Aに示されているように、電子モジュール62はモジュールサポートレール64の対の各第1の部分上に配置されており、ロック部材34のハンドル部分は「水平」位置へむかって電子モジュール62の「正面」へ向かって回転される。これによってロック部材34のタブ部分は電子モジュール62の「底部」にまたは「底部」上に位置付けされる。ハンドル部分は、電子部分62が各第1の部分上に配置される前または配置された後に回転される。電子モジュール62は各第1の部分上で低摩擦材料に沿ってシステム格納部の「背面」へ向かって動かされるので、タブ部分は、図9Bに示されているように、モジュールサポートレール64の第1の部分によって規定された開口部80(例えばスリットまたはスロット)とアライメントされて接近する。タブ部分が開口部80とアライメントされると、ハンドル部分は「上方に」、図9Cに示されたような「垂直」位置に向かって回転される。ハンドル部分が「上方」へ回転されるので、湾曲部分も回転し、第1の部分と協働し、これによってパワープラグコネクタがシステムバスと結合される。湾曲部分が回転するので、タブ部分も回転する。「垂直」位置へのハンドル部分の回転が終了すると、パワープラグコネクタは完全にシステムバスと結合され、電子モジュール62は、タブ部分と第1の部分の協働によって場所にロックされる。電子モジュール62が第2のロック部材も含んでいる実施形態の場合には、上述のプロセスは類似している。しかしロック部材の回転は、第2のロック部材の併行する回転によって行われる。
システムから電子モジュール62をアンロードするためのプロセスは、上述したロードプロセスの反対にある。例えば、ロック部材34を「垂直」位置から「水平」位置へ回転させることができる。第1の部分との協働によって、パワープラグコネクタをシステムバスから分離させる。その後、電子モジュール62は各第1の部分上で、低摩擦材料に沿って、システム格納部の「正面」に向かって動かされ、このシステムから取り外される。
本発明の幾つかの実施形態を例として説明してきたが、当業者は上述の実施形態に対して種々の修正、変更および整合が、添付の特許請求の範囲によって規定されている本発明の概念および範囲を逸脱することなく可能であることを理解するであろう。

Claims (20)

  1. 電子モジュールであって:
    シャーシと;
    当該シャーシに接続されたロック部材を有しているものであって、当該ロック部材は以下のものを含んでおり:すなわち、
    ハンドル部分と;
    当該ハンドル部分に隣接した湾曲部分と;
    前記湾曲部分の反対側にあるタブ部分とを含んでいる、
    ことを特徴とする電子モジュール。
  2. 前記シャーシは前記電子モジュールの外部部分を規定する、請求項1記載の電子モジュール。
  3. 前記シャーシは前記電子モジュールの少なくとも1つのコンポーネントを取り囲む、請求項1記載の電子モジュール。
  4. 前記シャーシは導電性材料から製造される、請求項1記載の電子モジュール。
  5. 前記ロック部材は前記シャーシに回転可能に接続されている、請求項1記載の電子モジュール。
  6. 前記ハンドル部分は延長部分を有している、請求項1記載の電子モジュール。
  7. さらに、前記ハンドル部分上にカバー部を含んでいる、請求項1記載の電子モジュール。
  8. 前記シャーシに接続されている第2のロック部材を含んでいる、請求項1記載の電子モジュール。
  9. 前記第2のロック部材は前記シャーシに回転可能に接続されている、請求項8記載の電子モジュール。
  10. 前記ロック部材および第2のロック部材は、前記電子モジュールの反対側に接続されている、請求項8記載の電子モジュール。
  11. 前記第2のロック部材はハンドル部分;
    当該第2のロック部材のハンドル部分に隣接された湾曲部分;および
    前記第2のロック部材の湾曲部分の反対側にあるタブ部分を含んでいる、請求項8記載の電子モジュール。
  12. 前記第2のロック部材の前記操作部分は延長部分を有している、請求項11記載の電子モジュール。
  13. さらに、前記第2のロック部材の前記ハンドル部分上にカバー部を含んでいる、請求項11記載の電子モジュール。
  14. システムであって:
    電子モジュールと;
    当該電子モジュールと接触している第1のモジュールサポートレールと第2のモジュールサポートレールとを含んでおり、
    当該電子モジュールは:
    シャーシ;および
    当該シャーシに接続されているロック部材とを含んでおり、前記ロック部材は、
    ハンドル部分;
    当該ハンドル部分に隣接した湾曲部分;および
    当該湾曲部分と反対側にあるタブ部分を含んでいる、
    ことを特徴とするシステム。
  15. 前記システムは電源である、請求項14記載のシステム。
  16. 前記ロック部材はシャーシに回転可能に接続されている、請求項14記載のシステム。
  17. さらに、前記ハンドル部分上にカバー部を含んでいる、請求項14記載のシステム。
  18. 前記シャーシに接続されている第2のロック部材を含んでいる、請求項14記載のシステム。
  19. 前記第2のロック部材はシャーシに回転可能に接続されている、請求項18記載のシステム。
  20. 前記ロック部材および第2のロック部材は、前記電子モジュールの反対側に接続されている、請求項18記載のシステム。
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